什么是信息可视化？

根据感知心理学的研究，人类对图像的认知速度及接受度要远远大于文字。本文所指的信息可视化主要是指把复杂的、隐晦的、朦胧的甚至常人难以理解的信息变得通俗易懂，把隐藏在信息中的内在规律以可视化的方式表示出来，便于传播、沟通、预测以及研究。信息可视化最近几年主要是随着计算机技术的发展逐渐为人们所认知的，事实上，大致在公元前610～前546, 古希腊哲学家Anaxiruander就绘制出了世界上第一张全球地图，这可以看做是可视化的雏形。而具有信息可视化雏形的图片则以1812年拿破仑踏上征服莫斯科的艰苦旅程为数据来源，50年后，巴黎的工程师Charles Minard以一张数据图的方式告诉世人这场战争的残酷性。在这张图上，粗线显示了极端天气如何击败了拿破仑的军队。而信息可视化预测功能的最早雏形则是1854年伦敦爆发霍乱时流行病专家John Snow绘制的伦敦霍乱地图。John在地图上用黑杠标注死亡案例，最终成功的将污染源指向大街水龙头。

现代意义上的“信息可视化”一词最早出现在ROBERTSON等1989年发表的文章《用于交互性用户界面的认知协处理器》中。

信息可视化的分类

根据研究对象、应用领域等的不同，信息可视化的分类也各有不同，本文作者认为武汉大学信息资源研究中心的刘玮等学者基于信息资源的特征为比较科学的分类方式，根据他们的研究，信息可视化大致可以分为以下几类：

1.一维信息可视化

主要是对简单的诸如文本或者数字之类的线性信息的可视化表达，这种可视化的方式可以很大程度上避免文字处理工作，不但节约用户的脑力劳动更主要的是对各类文献信息的检索及知识挖掘也能起到很大的作用。该类别里一系列的文本信息访问和可视化分析工具由PNNL的科学家们提出。

图1 一维信息图表

2.二维信息可视化

该类别主要是指包含了两个主要属性的信息，以地理信息系统（GIS）为代表。主要应用于区域规划、交通管理，气象预报等等，常见的也有健康和普查数据。

图2 二维信息图表

3.三维信息可视化

该类别主要应用于建筑和医学领域，同时许多科学计算可视化也是三维信息可视化。QuickTime-VR技术以及数字化图像技术也通常被用于创建和描述现实的三维信息。这种虚拟的三维信息往往比真实的空间更加实用和高效。

图3 三维信息图表

4.多维信息可视化

多维信息是指可视化环境中超过三个属性的信息，典型的如马里兰大学人机交互实验室的研究人员开发的一个动态查询的框架结构，比如HomeFinder提供的就是多维房屋数据的可视化。用户移动数据库中相关属性对应的滑块，比如卧室数量、位置、价位等，随着滑块的移动，查询结果动态更新。但实际上多维信息可视化最终还是在二维或者三维空间内实现，主要原因是现有的技术很难直接表示多维信息和人们很难想象多维空间。

5.时间序列信息可视化

Liddy建立了一个信息系统SHESS，该系统可以从文本信息中抽取时间信息并按照时

间序列组织这些知识。实验证明，与传统的列表相比用户更加容易理解和记忆马里兰大学研发的Lifeline信息系统表示出的信息。

6.层次信息可视化

层次关系是抽象信息之间的一种普遍关系，如：文件目录结构、图书分类等。对于该

类信息的可视化目前大多集中在如何寻求简洁的层次信息可视化结构方面。

7.网络信息可视化

网络信息主要是指与其他节点有着密切联系的一个节点。New Brunswick

大学研发了GraphVisualizer 3D系统，它能可视化组成一个软件程序的各成分之间的关系。可以使用户更加便捷的理解大型系统内的各种关系。

图4 网络信息可视化

其他的还有面向各个领域的可视化分类，比如医疗信息可视化，Citespace的引文可视化等等。

图5 知识图谱可视化

信息可视化的实现方式

CARD的信息可视化模型将信息可视化的过程主要分为以下3个阶段：

1.数据准备

数据准备阶段的主要工作是数据预处理，主要是把采集来的数据源进行预处理和加

工，使其便于被信息可视化工具处理并进行进一步分析。

2.可视化图形绘制

绘制的主要功能是运用可视化的实现工具完成数据到可视化图像的转换。

3.可视化实现

将绘制模块生成的可视化图形按用户指定的要求进行显示。除了完成可视化信息输

出功能外，还需要综合用户的反馈形成基本的交互。针对信息可视化的主要任务，交互技术主要包括动态过滤、全局＋详细、平移＋缩放、焦点＋上下文及变形、多视图关联协调等技术。

信息可视化的发展趋势

一图胜千言，随着读图时代的到来，信息可视化作为一种信息展示、传播、互动以及分析的手段，在信息展示、传播或信息分析预测的领域里都将获得更为广泛的应用，对信息可视化的研究与应用也不断深化，并表现出以下趋势：

1.视觉驱动转向数据驱动

信息图出现之初，优良的设计加上简单的数据即可成为一张优秀的信息可视化图形，

而随着大数据时代的到来，海量数据的筛选与表达成为信息可视化需要解决的一个关键问题。

图6 大数据可视化

2.以用户为中心的设计

一直以来，信息可视化设计中主要以任务为中心，对用户需求、用户心理把握、用户认知能力以及后期使用效果和评价等关怀不够。后期的设计信息可视化设计将会强调技术的发展要以用户为中心。

3.可视化产品的商品化趋势

目前，信息可视化技术的产品化、商品化趋势在电子商务的网站设计、数字图书馆以及商务智能中已经展现。信息可视化商品化主要有两种模式，一种是将信息可视化技术转化为信息可视化产品，如treemap、theBrain、IN-SPIRETM等；另一种是信息可视化技术与现有软件结合，即信息可视化技术被其他软件采纳，作为其他软件的构件而存在，可视化技术在商务智能中的应用就属于这种模式。